矩形波导转换器-AW
UHF宽带同轴_矩形波导转换器新结构
2009年第33卷第S2期（总第332期）电视技术1引言在微波系统里，能将一种传输模式转换成另一种传输模式的元件，称为模式转换器。
矩形波导由于在工作带宽内的衰减非常小，常用在大功率电视天馈系统和大功率速调管微波系统里，因此同轴－矩形波导转换器就成了这些微波系统里不可缺少的元件之一。
对模式转换器的基本要求是：1）驻波比小和插入损耗低；2）在很宽的带宽里具有很好的匹配；3）加工方便。
因此，如何实现简便、宽带的同轴－矩形波导转换器就成了人们关注的课题[2-4]。
目前，市场上可以买到很多同轴－矩形波导转换器，常用的有Doorknob 、T-bar 和Dielectrically SheathedProbe 式的同轴－矩形波导转换器[5-8]，但工作带宽都不是太理想。
UHF 同轴-矩形波导转换器有多种多样的结构形式，采用不同结构形式的目的无非是两个：展宽频带和提高功率容量。
因此笔者研究了一种既能展宽频带又能兼顾功率容量的同轴-矩形波导转换器新结构。
2宽带同轴-矩形波导转换器新结构提出的转换器新结构，其典型结构如图1所示。
图1中，宽带同轴－矩形波导转换器包括一端短路的矩形波导，另一端为输出端，输出端设有一法兰，作为转接器与其他微波器件相连；同轴线与矩形波导宽边垂直，它的外导体与矩形波导宽边连接，内导体的延伸部分（阶梯探针）插入到矩形波导中，在波导中激励出TE 10模式的电磁波。
为了在宽频带内有良好的阻抗匹配，插入波导腔的内导体探针做成阶梯状的，并且在矩形波导宽壁上设置若干调谐螺钉。
3宽带同轴-矩形波导转换器原理如图1所示，波导采用宽边阶梯探针激励，因此矩形文章编号：1002－8692（2009）S2-0116-03UHF 宽带同轴－矩形波导转换器新结构刘建生，居继龙，李钦（中国传媒大学京隆广播技术研究所，北京100024）【摘要】研制了一种UHF 波段宽带的同轴－矩形波导转换器。
这种转换器采用了新结构，它的同轴探针呈阶梯状，并在波导宽壁上配有2个调谐螺钉。
矩形波导—槽波导转换器的优化设计
矩形波导—槽波导转换器的优化设计
刘金莹;秦建章
【期刊名称】《电波科学学报》
【年(卷),期】1991(6)1
【摘要】撇开传统的反射系数(或驻波比)概念,本文从高次模,主模反射波与主模入射波幅度比的观点出发,运用数字场解(有限差分)方法和耦合波理论编制了分析与最优化设计任意截面,任意变换曲线波导转换器的程序。
按此方法设计的2cm—
3mm矩形波导转换器的测试结果为,在75—110GHz范围内电压驻波比小于1.06,充分证明了本文优化设计程序的可靠性。
【总页数】2页(P443-444)
【作者】刘金莹;秦建章
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN814
【相关文献】
1.33～38GHz同轴-矩形波导转换器的设计 [J], 万厉斌;关亚林
2.矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器的设计 [J], 龚云峰;谢拥军;蒋永辉;雷斐然
3.矩形波导到圆波导模式变换器的优化设计 [J], 陈冬冬;孙永志;牛斌;杨鸿生
4.矩形波导TM11-TE10模式转换器的初步设计 [J], 马军;王弘刚;杜广星;钱宝良
5.圆波导TM_(01)-矩形波导TE_(10)模式转换器 [J], 郭乐田;黄文华;孙钧;宋志敏;邢笑月
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
33~38GHz同轴矩形波导转换器
33~38GHz同轴矩形波导转换器33~38GHz同轴-矩形波导转换器的设计摘要：同轴—波导转换器是微波系统中非常重要的元器件。
本文将介绍我们在33~38GHz探针型同轴-矩形波导转换器领域完成的工作。
通过加载介质套，展宽了频带宽度，但同时带内驻波有所增加，又通过在波导内给探针加载一个介质板使带内驻波始终小于1.11，达到了很好的传输效果。
此结构仿真计算是利用基于有限元方法的三维仿真软件HFSS。
关键字：33~38GHz同轴-矩形波导转换频带带内驻波1.引言在微波系统中，同轴波导转换器是一种非常重要的元器件，在雷达设备、精确制导和微波测试电路中有着广泛的应用。
不同的传输线和波导之间存在电磁场的转换、阻抗匹配等问题，在微波输入、输出电路中，较强的反射波将可能对发射机或其他级联器件的正常工作造成严重的干扰，导致微波系统性能不稳定，因此其设计的基本要求是：低驻波、低插入损耗、频带宽、便于加工设计。
同轴波导转换器有多种多样的结构形式，目前主要有阶梯波导转换、探针套介质转换等。
阶梯波导转换器有着很好的过渡性，但是加工复杂，而探针型转换器加工和设计相对简单。
通过用介质套筒套住探针，降低了波导的等效阻抗，减小了阻抗对频率变化的敏感性，从而展宽了转换接头的频带。
但是加载介质套之后会降低转换器的功率容量，因此这种装置多用于功率较低的情况。
短路图1：探针型同轴矩形波导示意图2.理论分析这种结构能够完成从TEM 模到TE10模的转换。
同轴线的外导体与矩形波导的宽壁连在一起，内导体的延伸部分插入波导中，形成一个小的辐射天线，在矩形波导中激励出TE10模式的电磁波，为使激励效率最高，天线应位于电场最强的地方，即宽壁中间位置。
短路面的功能是提供一个可调电抗以抵消和高次模式截止场相对应的探针电抗。
在探针耦合时，求解电流源在波导中产生的辐射场，可以得到探针的辐射电阻为：10220202221p h j d H ab k tg e R k βη??=（1）通过调节探针长度h 和距短路面位置d ，使探针辐射电阻和同轴线的特性阻抗一致，就能使同轴线送到波导中的功率达到最大。
矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器的设计核心构
矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器的设计核心构作者：尹琴来源：《中国科技博览》2015年第35期[摘要]高功率微波主要是指峰值功率大于100MW，同时频率保持在1～30GHz之间的电磁波。
上个世纪70年代，高功率微波技术基于脉冲功率技术所发展，高功率微波被广泛应用于国内国防及民用方面，比如定向能武器及聚变等离子体电子回旋谐振加热及强功率微波射束等。
高功率微波技术的飞速发展主要依于该项技术的广泛应用，高功率微波系统中模式转换器直接影响着高功率微波传输及发送与测量。
本文分析了矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器，并提出实用性设计核心构架。
[关键词]高功率微波；过模波导；模式转换器中图分类号：TN814 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0347-01高功率微波技术水平的持续提升，人们对高功率功分器提出更高的要求。
传统微波技术领域中功分器属于常见微波元件，具备诸多实现方式，同时相关研究及应用也十分广泛，不过对矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器设计方面研究较少，它是高功率微波测试系统中的核心元件。
因此分析矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器设计对国内波导应用有着极大现实意义。
一、矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器概述矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器可以说是一种两端口波导结问题。
为了能够提升波导传输功率容量且降低传输损耗，一般是运用过模圆波导传输方案，由于波导尺寸提升则可增加功率容量，同时降低波导衰减。
高功率微波测试中则应设计矩形波导到过模圆波导模式转换器，从而把矩形波导主模转变为过模圆波导主模。
不过因为过模波导中可允许诸多模式同时进行传输，这就使得模式转换器设计较为困难。
国内外诸多学者对矩形波导到圆波导的模式转换器进行了深刻研究，学者们大都是运用孔径耦合和渐变过渡方式进行分析，有的学者提出矩形波导到圆波导的这两种模式双工器，把圆波导分别连接到矩形波导过渡转换器，也有学者提出把两路矩形波导转换成圆波导耦合器，此结构耦合方式主要运用圆孔耦合，其结构非常复杂。
圆波导TM_(01)-矩形波导TE_(10)模式转换器
圆波导TM_(01)-矩形波导TE_(10)模式转换器
郭乐田;黄文华;孙钧;宋志敏;邢笑月
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2015(27)9
【摘要】设计了一种高功率圆波导TM01-矩形波导TE10模式转换器，可以实现圆波导TM01模式与矩形波导TE10模式之间的相互转换。
仿真结果表明：中心频率为9．7GHz时该模式转换器转换效率大于99．99％，回波损耗小于40dB，转换效率大于90％时的带宽大于0．4GHz。
调节底面短路圆波导长度可以实现模式转换器在9．2～10．1GHz范围内调谐（模式转换效率大于99％）。
在圆波导和耦合段连接处引入倒角可有效降低场强，提高功率容量，注入功率0．7GW，其表面场强小于1MV／cm。
【总页数】5页(P164-168)
【关键词】高功率微波;模式转换器;TM01;模;TE10模;调谐
【作者】郭乐田;黄文华;孙钧;宋志敏;邢笑月
【作者单位】西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN820.15
【相关文献】
1.矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器的设计 [J], 龚云峰;谢拥军;蒋永辉;雷斐然
2.圆波导TM01-矩形波导TE10模式转换器 [J], 郭乐田;黄文华;孙钧;宋志敏;邢笑月
3.矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器的设计核心构 [J], 尹琴
4.介质填充圆波导中TM_(01)-TE_(11)模式变换的理论和实验研究 [J], 唐世荣;杨梓强;兰峰
5.TE_(10)波在矩形波导管中传播的计算机测量及动态反馈模拟 [J], 杜磊;刘武州;郭利平
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
从同轴线到矩形波导之间的波型变换
1 引言在微波系统中，常使用到一种很普遍的部件，即由一种传输线变换到另一种传输线的过渡元件，称为波型转换器，也称为波型激励器。
对波型转换器的要求是：(1)能激励出所需要的波型；(2)驻波系数尽量小。
为实现宽频带内良好的阻抗匹配，目前广泛使用的宽频带同轴-矩形波导转换器，主要有两种形式，探针式和脊波导过渡式。
探针式，即将插入波导腔的同轴线内导体顶部连接上金属圆盘或球，以及在波导腔上设置若干调谐螺钉。
脊波导过渡式，通过在波导中加脊片，组成阶梯阻抗变换器，使脊波导的输出阻抗接近同轴线的特性阻抗，以达到阻抗匹配的目的。
在这些技术中，为降低成本，采用SMA同轴接头一般为标准产品，其介质、内外径都是确定的。
这种结构带来两方面的问题：(1)SMA接头只能在单模工作在一定频率(18GHz)以下，在更高频率时SMA接头中的高次模将严重影响转换器的工作带宽，如果采用其它工作频率更高的标准接头，如K接头，其价格高出SMA接头许多，将大大提高成本；(2)转换器设计参数比较少，不易做到匹配。
2 探针型同轴-矩形波导转换器相比于脊波导过渡式转换器，探针型转换器具有频带宽、易加工的优点，故本文只在针对这种形式的转换器做讨论。
探针式同轴-波导转换器是将同轴线的内导体做成探针的形式从波导的宽边插入到波导腔中，在探针顶部加一圆盘或小球，波导一端口短路，另一端口输出。
在波导腔内加若干调谐螺钉。
通过调整下列三个尺寸来达到同轴-矩形波导转换器在工作频带内有较好的匹配：(1)探针到短路端的距离i；(2)探针的长度f；(3)探针顶部圆盘的厚度h和直径g；(4)调谐螺钉的位置。
图1 探针式同轴-矩形波导转换器如上图所示，标准的SMA接头其外径mm，内径mm，而介质的相对介电常数。
其截止频率大概在18GHz左右。
本文设计了一个从波导型号为BJ220的标准波导口到内外径为1.3mm和4.1mm的同轴线的探针型转接器。
标准波导BJ220的工作频率为17.6-26.7GHz，其范围已经超过SMA接头的工作频率范围。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
定义Name Points 添加标题
• 点击Named Points添加如下6个坐标点
– – – – – – Port1_S1=pt(a1/2,-l1,-b1/2) Port1_S2=pt(-a1/2,-l1,-b1/2) Port1_S3=pt(a1/2,-l1,b1/2) Port2_S1=pt(-a2/2,l2,-b2/2) Port2_S2=pt(a2/2,l2,-b2/2) Port2_S3=pt(-a2/2,l2,b2/2)
添加标题 模型修正
• 点击模型waveguide选择如下图所示的面并把该面的名称 改为Port12 • 选中Port2面点击鼠标右键 选择properties, 修改Mesh Size
添加标题 网格剖分
• 点击ctrl+M或菜单“Mesh\Create mesh”
EditFeko处理 添加标题
添加标题 模型的建立
• 点击图标
建立金属长方体
添加标题
• 点击图标
建立金属长方体
添加标题 模型建立与修正
• 点击图标 把前两步建立的金属方盒进行布尔和运算取 名waveGuide_1 • 选中刚建立的模型waveGuide_1,点击图标 进行模型的 简化处理，取名waveguide • 点击模型waveguide选择如下图所示的面并把该面的名称 改为Port1 • 选中Port1面点击鼠标右键 选择properties, 修改Mesh Size
FEKO培训系列之
矩形波导转换器练习 -AW激励 （分析S参数）
ANSYS-CHINA北京办事处
添加标题 模型的建立
• 点击菜单“Geometry\Add variable”或直接双击“Variables” 添加以下几个变量 sf=0.001 a1=15.8 mm a2=22.9 mm b1=7.9 mm b2=10.2 mm l1=12 mm l2=12 mm lambda=c0/20e9/sf meshsize=lambda/6
• 添加SF卡 • 修正FR卡
EditFeko处理 添加标题
• 添加AW卡
Waveguide.Port1
EditFeko处理 添加标题
• 添加AW卡
Waveguide.Port2
• 点击图标
显示S11与S22-Smith Chart